造雪工程能否阻止南极冰盖坍塌?

2020-01-23 22:39栏目:科技中心

坏消息!南极冰川正在从下方融化 致海平面上升

造雪工程能否阻止南极冰盖坍塌?

4月8日电 据外媒报道,一项新研究对南极冰盖进行了探察,发现实际上南极冰川正以极快的速度消退,从而导致海平面上升。事实上,南极可能很快超过格陵兰岛,成为海平面上升的"罪魁祸首"。

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从卫星上看南极。如果接地线以下的冰川消退,基岩分离,就会造成海平面的上升。 图片来源:NASA/USGS

7月17日,发表在《科学进展》上的一项研究登上了微博热搜,引发了网友们几乎“一边倒”的否定和质疑。

对于北极周边的冰层融化,科学家们早就有所警觉。一些新近的报告显示,受气候变化影响,截至2040年,北极冰层可能会全部融化。相对而言,南极一直被看作是相对稳定的,因为其冰层融化速度看起来要慢一些,也没有那么规律。一项新研究显示,实际上南极冰川正以极快的速度消退。

 

一直以来,判断冰川消退主要是通过从上方观察两极的冰川、冰架。然而如今人们得知,不仅冰川的水上部分在变小,水下部分也在消融。

原来,为遏制全球变暖的趋势,科学家提出了一种应对方法,即在南极洲西部喷洒数万亿吨人造雪。专家称此或许可以阻止脆弱的冰盖坍塌,并使世界各地的沿海城市免受海平面上升的影响。

南极的部分冰层深达2公里。如果这些水下冰川融化,将构成真正的威胁。

 

冰川实际上只有小部分位于海面上,大部分都隐藏在水下。上方漂浮冰架与其下方固定冰盖之间的分界线被称为接地线,要检查接地线来确定冰川融化的规模与速度。

回顾人类历史,诸如此类改造地球系统的工程设想并非个例,此次造雪工程饱受诟病究为何故?对此,《中国科学报》邀请了相关专家进行解读。

如果接地线以下的冰川消退,例如融化或者因为太薄而从海底、基岩分离,这就会造成海平面的上升。随着接地线的收缩,冰川底部的阻力会进一步降低,限制海平面上升的能力将进一步减弱。

 

正是出于这个原因,利兹大学的科学家们凭借7年的卫星数据和冰盖几何知识,创建了一张南极洲水下地图。"我们想出了一种新方法,让我们可以绘制接地线并研究它们在南极周边的收缩情况",该研究报告的主要作者康拉德(Hannes Konrad)在接受德国之声采访时说。

试图阻止接地线继续后退

结果令康拉德与其同事感到震惊:温暖的海水导致海底附近的冰盖明显萎缩。研究人员发现,仅仅在五年里,大伦敦地区的水下冰层面积就显著变薄了。这些冰层或者已经在水下融化,或者断裂后更快地漂流入海。

 

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据报道,全球变暖已导致南极冰雪大量融化,西南极冰盖正在强烈消融。

当地时间2017年11月29日,智利百内国家公园,智利南部的一个大型冰山已从南极洲的格雷冰川断裂脱落。

 

在2017年夏天就曾发现这种情况:面积是柏林七倍的冰山从拉森C冰架断裂后脱陆入海。2个月后,南极洲西部的松岛冰架失去了面积是曼哈顿四倍的冰山。一旦断裂,这些冰山将在海洋中融化,推高海平面。

研究报告作者之一、德国波茨坦气候影响研究所教授Anders Levermann介绍,南极西部冰盖是海平面上升危机的重灾区。如今沿海冰川阻挡了一些内部冰雪融化,但它们正在被升温海水侵蚀。一旦南极西部冰盖崩溃,海平面将全面上升,纽约、汉堡等沿海城市将被淹没。

如今,科学家们开始在更广的背景下研究冰川融化。他们发现,对比约两万年前最后一次冰河期("第四纪大冰期")结束时,南极西部冰川中近四分之一的消退速度都更快。而两万年前,海平面比今天还要低120米。"这非常令人警觉,特别是对于居住在低洼地区的人们",康拉德说。

 

南极洲是地球上最大的淡水水库。如果融化,有可能显着提高全球海水水位。对于岛国和沿海城市而言,这是一个真正的危险。

尽管停止燃烧化石燃料仍是应对气候危机和海平面上升的关键,但是截至目前,排放到大气中的温室气体可能已经注定了南极西部冰盖的消融。也就是说,无法通过停止或削减人为排放来阻止冰封区域加速消失。

以南极洲最重要的冰川之一特怀特(Thwaites )冰川为例。此前研究表明,受到海洋变暖的威胁,该冰川在过去几十年一直在以大约每年400米的速度消退。

 

康拉德表示,该速度如今仍然适用。有迹象显示,特怀特冰川将在未来500至1000年崩塌解体。"一旦发生,海平面会上升大约2米。而问题是:即便我们控制海洋变暖或者让其降温,也没有办法再让冰川变得稳固了。这就意味着,一些岛屿会消失。"

为此,相关人员提出设想,使用12000个大功率风力涡轮机将海水泵到1500米高空。在那里,海水会被冻结成雪落到南极西部冰盖,待雪冻成冰后增加冰盖重量防止其进步坍塌。通过计算机模型计算,科学家认为,通过10年时间,用上述方法在南极松岛冰川思韦茨冰川周围造雪7.4万亿吨,就能使南极洲西部冰盖稳定下来。

这位科学家表示,南极冰川的消退会让世界海平面额外上升4.5米,想象一下这对伦敦这样刚刚出于海平面上的城市意味着什么。他表示,这不会立即发生,因此我们必须现在采取行动、进行准备、做出调整。

 

另外一些研究还有其他的担忧。波茨坦气候影响研究所的莱沃尔曼(Anders Levermann)发表了一份相关话题的报告,发现融化的冰架可能对冰流产生连锁效应,加速内陆冰融化并推高海平面。"研究告诉人们,如果不控制全球变暖,我们在南极将面对怎样的风险",他对德国之声说。"有必要限制全球变暖,以稳定南极冰层,避免数米的海平面上升,从而保护纽约、汉堡、孟买这样的城市。"

这种设想是否有其理论依据呢?在此不得不提到一个概念:接地线。

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原来,由于南极大陆冰层足够厚实,在海岸处大都会形成冰架。其中,基岩、冰层与海水三者相接之处被称为“接地线”, 它决定了冰川消退和垮塌的速度。

 

中国科学院西北生态环境资源研究院副研究员李传金告诉《中国科学报》,冰层“接地线”通常深入冰架沿岸,由于全球变暖的影响致使温暖的海水不断侵蚀、融化“接地线”处的冰层,导致“接地线”加速向南极大陆中心移动。“此次研究也是通过人造雪的方式,在冰川的后端增加一点重量将其压住,阻止接地线继续后退,以此保持冰川的相对稳定。”

 

困难重重的造雪工程

 

“我们已经惊动了南极的巨人。”Anders Levermann曾在接受媒体采访时表示,如果不对冰盖采取相应措施,可能会到达无法挽回的地步。然而,这项工程却遭到了包括中国科学家在内的各国科学家的质疑。

 

英国南极调查局(BAS)地质物理学家Robert Larter就认为,这样一个地球工程计划,即使切实可行,也只是一种非常昂贵的方法。

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